平衡狀態(tài)判斷題 七個(gè)陷阱”要注意

尉言勛　房興禮

化學(xué)平衡觀念的建立不但抽象而且具有一定的難度，高考命題時(shí)經(jīng)常設(shè)置一些陷阱。為了避免一些不必要的失分，現(xiàn)將“七個(gè)陷阱”歸納總結(jié)。

一、判斷化學(xué)平衡的標(biāo)志和“原則”

1.化學(xué)平衡狀態(tài)判斷的標(biāo)志——“等”和定”

“等”指正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，“定”指化學(xué)平衡時(shí)反應(yīng)混合物中各組成物質(zhì)的濃度保持不變，是一個(gè)定值。前者是化學(xué)平衡的本質(zhì)，后者是化學(xué)平衡的結(jié)果，只要抓住這兩個(gè)本質(zhì)特征，就可以做出正確判斷。

2.化學(xué)平衡狀態(tài)判斷的原則——“變量不變

判斷化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，可以采取“變量不變”的原則。即在給定條件下分析所給物理量是否會(huì)隨可逆反應(yīng)的進(jìn)行而發(fā)生變化。若會(huì)變化，則稱為變量;若不變，則稱為常量。如.果所給的物理量是變量，當(dāng)變量不再變化時(shí)，可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。

二、常見陷阱

陷阱一 氣體總物質(zhì)的量（總分子數(shù)）、總體積，保持不變

分析在可逆反應(yīng)中，任何物質(zhì)的物質(zhì)的量（分子數(shù)）、氣體體積保持不變，都能判斷已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。但在恒定壓強(qiáng)下，n（總）、V（總）保持不變并不一定為平衡狀態(tài)。

1.對于有氣體參加的反應(yīng)，且反應(yīng)中氣體反應(yīng)物和氣體生成物的計(jì)量數(shù)不相等的可逆反應(yīng)（體系中可存在固或液態(tài)物質(zhì)），n（總）不變，則反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)。

2.對于全部是氣體參與的反應(yīng)，且反應(yīng)前后氣體計(jì)量數(shù)相等的可逆反應(yīng)，n（總）不變或V（總）不變則不能判斷已達(dá)平衡狀態(tài)。比如：

2HI（g）=H2（g）+I2（g）

n（總）保持不變，不一定達(dá)到平衡狀態(tài)。

陷阱二 平均密度保持不變

分析由公式ρ（平均）=m（總）

V（總），只有當(dāng)質(zhì)

量或體積有一個(gè)量反應(yīng)時(shí)發(fā)生變化，才可以判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。比如：

①2NO2（g）=2NO（g）+O2（g）

在體積固定的密閉容器中，密度保持不變，不能判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。因?yàn)樵诜磻?yīng)中質(zhì)量不變，體積不變，密度是個(gè)恒定量，不隨時(shí)間的變化而變化。

②C（s）+H20（g）==CO（g）+H2（g）

在恒溫恒容的容器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，密度保持不變，能夠判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。因?yàn)楣腆w碳為反應(yīng)物，氣體質(zhì)量發(fā)生變化，容器中混合氣體的密度保持不變，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。

陷阱三 平均相對分子質(zhì)量保持不變

分析由公式M（平均）=m（總），只有當(dāng)

n（總）

m（總）或n（總），有一個(gè)量發(fā)生變化時(shí)，才可以判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。比如：

①2HI（g）==H2（g）+I2（g）

在恒溫恒壓下，某時(shí)刻平均相對分子質(zhì)量保持不變不能判斷達(dá)到平衡狀態(tài)。因?yàn)橘|(zhì)量不變、物質(zhì)的量不變，所以平均相對分子質(zhì)量始終保持不變。②A（s）==3C（g）+2D（s）

在恒溫恒容下，某時(shí)刻平均相對分子質(zhì)量保持不變不能判斷達(dá)到平衡狀態(tài)。因?yàn)樵摲磻?yīng)中，雖然氣體質(zhì)量變化、物質(zhì)的量也變化，但是氣體只有一種，所以它的平均相對分子質(zhì)量是個(gè)恒定值。

陷阱四 顏色變化

分析顏色的深淺代表著有色物質(zhì)的濃度大小，若顏色的變化不是由于平衡移動(dòng)引起的，則不可以通過顏色的變化判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。比如：2HI（g）→H2（g）+I2（g）

反應(yīng)前后氣體個(gè)數(shù)相等，某時(shí)刻顏色不再變化，不能判斷其為平衡狀態(tài)。因?yàn)轶w積的變化可以引起濃度的變化，顏色發(fā)生改變，但平衡并沒有發(fā)生移動(dòng)，不可以判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。

陷阱五 壓強(qiáng)保持不變

分析在恒溫、恒容條件下，p=nRT/V（該式子中R、T、V都是恒定量），則體系壓強(qiáng)與氣體的總物質(zhì)的量成正比。壓強(qiáng)變化體現(xiàn)在方程式兩邊氣體化學(xué)計(jì)量數(shù)總和的相對大小，若左右兩邊氣體系數(shù)相等，就不能用壓強(qiáng)來判斷。比如：

①H2（g）+I2（g）==2Hl（g）

反應(yīng)前后氣體計(jì)量數(shù)之和相等，說明隨著反應(yīng)的進(jìn)行，壓強(qiáng)始終不變。壓強(qiáng)不是“變量”，不能判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡。

②A（s）+3B（g）==2C（g）+D（g）

此反應(yīng)中出現(xiàn)了固體，首先要排除固體前的系數(shù)。反應(yīng)前后氣體計(jì)量數(shù)之和相等，壓強(qiáng)不是“變量”，壓強(qiáng)保持不變，反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài)。

陷阱六 各物質(zhì)的反應(yīng)速率、濃度（物質(zhì)的量、分子數(shù)）之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比

分析 十干可以后應(yīng)

某一時(shí)刻，0（A）：v（B）：o（C）：v（D）=m：n：p：q或各物質(zhì)的濃度（物質(zhì)的量、分子數(shù)）之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，不能用于判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)。比如：2NO（g）+C（s）==N2（g）+CO2（g）

當(dāng)v（NO）：0（N2）：0（CO2）=2：1：1時(shí)，并不能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，因?yàn)樵摫戎凳冀K保持不變，屬于“不變量”。

陷阱七 化學(xué)鍵的斷裂與生成

分析化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是舊化學(xué)鍵斷裂與新化學(xué)鍵生成，描述斷裂與生成時(shí)，要結(jié)合反應(yīng)的實(shí)際情況，只描述反應(yīng)的一個(gè)方向，不可判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。比如：

4NH3（g）+6NO（g）==5N2（g）+6H20（g），每斷裂5 mol的N=N，同時(shí)斷裂12 molH一0，不可判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，因?yàn)橹幻枋隽朔磻?yīng)的逆向，沒有描述反應(yīng)的正向。

例1 298K時(shí)，將20mL3x mol.L-1Na，AsO，、20mL3x mol·L-1I2和20mLNaOH溶液混合，發(fā)生反應(yīng)：

AsO3-（aq）+12（aq）+2OH-==AsO2-（aq）+2I～（aq）+H2O（I）

溶液中c（AsO2-）與反應(yīng)時(shí)間（t）的關(guān)系如圖1所示。

下列可判斷反應(yīng)達(dá)到平衡的是_______（填標(biāo)號(hào)）

a.溶液的pH不再變化

b.o（I～）=2v（AsO3-）

c.c（AsO-）/c（AsO3-）不再變化

d.c（I～）=y mol·L-1

解析 a項(xiàng)溶液pH不變時(shí)，則c（OH-）也保持不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，a正確;b項(xiàng)同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，無論是否達(dá)到平衡，都存在v（I）=2u（AsO，-），b錯(cuò)誤;c項(xiàng)c（AsO：-）/c（AsO;-）不再變化，可說明各物質(zhì)的濃度不再變化，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，c正確;d項(xiàng)由圖可知，當(dāng)c（AsO2-）=y mol·L-1時(shí)，濃度不再發(fā)生變化，則達(dá)到平衡狀態(tài)，由方程式可知此時(shí)c（I～）=2y mol·L-1，所以c（I）=y mol·L-1時(shí)沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，d錯(cuò)誤。

答案：a、c

例2 在某體積為2L的密閉容器中充入0.5 molNO，和1 molCO，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：

NO+CO==CO+NO

假設(shè)此反應(yīng)在5min時(shí)達(dá)到平衡。

下列事實(shí)能夠說明上述反應(yīng)在該條件下已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是（）。

A.容器內(nèi)氣體的質(zhì)量保持變

B.NO2的物質(zhì)的量濃度不再改變

C.容器內(nèi)氣體的顏色不變

D.NO2的消耗速率與CO的消耗速率相等

解析 A項(xiàng)容器內(nèi)的氣體反應(yīng)前后遵循質(zhì)量守恒，容器內(nèi)氣體的質(zhì)量保持不變，不一定是平衡狀態(tài)，A錯(cuò)誤;B項(xiàng)NO2的物質(zhì)的量濃度不再改變，可說明達(dá)到平衡狀態(tài)，B正確;C項(xiàng)容器內(nèi)氣體的顏色不變，說明二氧化氮的濃度不變，達(dá)到平衡狀態(tài)，C正確;D項(xiàng)NO2的消耗速率與CO的消耗速率都為正反應(yīng)，不能說明達(dá)到平衡狀態(tài)，D錯(cuò)誤。答案：B、C

例3 100C時(shí)，將0.1 molN2O.置于1L密閉的燒瓶中，然后將燒瓶放人100C的恒溫槽中，燒瓶內(nèi)的氣體逐漸變?yōu)榧t棕色：

N2O.（g）==2NO2（g）

下列結(jié)論不能說明上述反應(yīng)在該條件下已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是（）。

①N2O，的消耗速率與NO2的生成速率之比為1：2

②氣體總物質(zhì)的量保持不變

③燒瓶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不再變化

④燒瓶內(nèi)氣體的質(zhì)量不再變化

⑤NO2的物質(zhì)的量濃度不再改變

⑥燒瓶內(nèi)氣體的顏色不再加深

⑦燒瓶內(nèi)氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化⑧燒瓶內(nèi)氣體的密度不再變化

A.②③⑥⑦

B.①④⑧

C.只有①④

D.只有⑦⑧

解析 判斷一個(gè)反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)的實(shí)質(zhì)是正逆反應(yīng)速率相等，標(biāo)志是所給條件是否從“變”達(dá)到“不變”，在判斷時(shí)注意避免上述七種“陷阱”。①中N2O，的消耗速率與NO2的生成速率，都表示正反應(yīng);④氣體的質(zhì)量始終不變;⑧燒瓶內(nèi)氣體的密度ρ=m/V，m不變，容器為1L密閉的燒瓶，故密度從始至終沒有變化。

答案：B